电动汽车动力总成悬置系统的多目标稳健优化设计.pdf

【电动汽车动力总成悬置系统】是电动汽车中的关键部件，其主要功能是隔离动力系统（如电机）与车身之间的振动，限制动力总成的运动，并支撑动力系统的重量。相较于传统内燃机车辆，电动汽车的动力总成悬置系统设计更为复杂，因为电动机的工作特性和振动模式有显著差异。 【多目标稳健优化设计】在电动汽车动力总成悬置系统中，多目标稳健优化是指在设计过程中同时考虑多个相互冲突的目标，如减小振动、提高动态响应性能、增强系统的稳定性等。这种优化方法旨在寻找一个平衡点，使得在各种工况下，系统性能都能保持在一个可接受的范围内，即具有良好的稳健性。 【永磁同步电机（PMSM）】是电动汽车中常见的驱动电机类型，其优点包括高效率、高功率密度等。电机的d、q轴电感和永磁体磁链与电流之间存在非线性关系，这在电机运行时会导致磁饱和现象，进而影响电机的转矩输出。 【转矩波动模型】在文中提到，考虑磁饱和和转子磁场谐波影响，建立了PMSM的转矩波动模型。转矩波动可能导致车辆行驶过程中的不舒适感，因此需要通过优化设计来减少这种波动。 【6自由度悬置系统模型】用于描述动力总成与车身间的运动关系，包括沿x、y、z三个正交方向的平移以及绕这三个轴的旋转，全面反映了系统在六个维度上的动态行为。 【Pareto优化原理】在多目标优化中，Pareto最优解是指没有一个目标可以改善而不使至少一个其他目标恶化。利用基因遗传算法，可以搜索到所有Pareto最优解，从而为工程师提供一系列可能的设计方案，每个方案都有其独特的优势和妥协。 【拉丁超立方抽样方法】是一种统计抽样技术，用于在多维空间中均匀采样，用于找到Pareto最优解中动态反力稳健性最优的结果，即在满足多种性能指标的同时，尽可能降低动力总成对车身的振动传递。 【磁饱和】是电机运行过程中的一种现象，当电机内部磁通密度达到材料的饱和点时，进一步增加电流不会显著增加磁通，导致电机性能下降，转矩波动增大。 本文提出的多目标稳健优化方法针对电动汽车动力总成悬置系统，通过建立考虑磁饱和和转子磁场谐波影响的PMSM转矩波动模型，利用有限元法分析电机的非线性特性。通过Pareto优化和基因遗传算法，寻找最佳的悬置系统设计方案，以实现最佳的振动抑制和动力总成稳定性，提升电动汽车的乘坐舒适性和整体性能。这种方法为电动汽车动力总成悬置系统的优化设计提供了理论支持和技术参考。